- •Проектирование и конструирование. Цели и задачи
- •1. Что такое проектирование?
- •1.1 Политехнический словарь:
- •1.2 Специалисты по науке о проектировании.
- •1.3 Характеристики процесса проектирования
- •2. Процесс проектирования. Основные этапы.
- •2.1 Этапы проектирования и жизненного цикла изделия.
- •2.1.1 Проектирование
- •2.1.2 Производство
- •2.1.3 Потребление
- •2.1.4 Утилизация
- •2.2 Основные этапы разработки технической документации
- •3. Требования, предъявляемые к проектируемым изделиям.
- •4. Традиционные методы проектирования
- •4.1 Эволюция кустарных промыслов
- •4.2 Чертежный способ проектирования
- •5. Современные методы проектирования.
- •5.1 Недостатки
- •5.2 Ход процесса проектирования
- •5.3 Готовые стратегии (конвергенция)
- •5.4 Управление стратегией
- •5.5 Наглядное представление заданной функции
- •5.6 Диаграмма идей
- •Автоматизация. Виды и средства
- •1. Предпосылки автоматизации
- •2. Виды работ в процессе проектирования
- •3. Этапы развития
- •4. Состав САПР
- •4.1.1.1 Признаки системного объекта
- •5. Средства обеспечения САПР
- •5.1 Программное обеспечение
- •5.2 Аппаратное обеспечение
- •5.3 Общая структура ПО САПР
- •Характеристики САПР
- •1. Общие характеристики
- •1.1 По назначению систем:
- •1.2 По способу организации информационных потоков:
- •2. Программные характеристики
- •2.1 По специализации программных средств:
- •2.2 По способу организации внутренней структуры
- •2.3 По возможности функционального расширения системы пользователем:
- •2.4 По возможности обмена информацией:
- •2.5 По способу создания изменяемых прототипов:
- •2.6 По методам моделирования функций создаваемых изделий:
- •3. Технические характеристики
- •3.1 По используемым средствам вычислительной техники:
- •3.2 По используемым техническим средствам и периферийному оборудованию САПР:
- •4. Эргономические характеристики
- •4.1 По способу организации диалога системы с пользователем:
- •4.2 По удобству диалога системы с пользователем:
- •4.3 По поддержке трехмерного моделирования:
- •5. Виды средств автоматизации инженерного труда.
- •5.1 Термины
- •Геометрическое моделирование
- •1.1 Основные понятия
- •1.2 Формы представления графической информации
- •1.3 Модельное пространство
- •1.4 Типы координатных систем
- •1.4.1 Декартовы координаты
- •1.4.2 Цилиндрические координаты
- •1.4.3 Полярные координаты
- •1.5 Мировая система координат
- •1.6 Экранная система координат
- •1.7 Система координат пользователя
- •1.8 Масштабы
- •1.9 Относительные координаты
- •2. Разновидности 3D-графики
- •2.1 Полигональная графика
- •2.2 Векторная (аналитическая) графика
- •2.3 Фрактальная графика
- •2.4 Сплайновая графика
- •3. Преобразование координат
- •3.1.1 Однородные системы координат
- •3.1.2 Матрицы преобразований
- •3.1.3 Изменение масштаба
- •3.1.4 Поворот
- •3.1.5 Параллельный перенос
- •3.2 Проекции
- •3.2.1 Параллельные проекции
- •3.2.2 Перспективные проекции
- •3.2.3 Ортографические проекции в плоскостях x=0, y=0,z=0
- •4. Основные объекты векторной графики
- •4.1 Точка
- •4.2 Линия
- •4.2.1 Общее уравнение прямой
- •4.2.2 Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- •4.3 Уравнение прямой в отрезках
- •4.4 Уравнение прямой, проходящей через две заданные несовпадающие точки
- •4.5 Векторное параметрическое уравнение прямой
- •4.6 Параметрические уравнения прямой
- •4.6.1 Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- •4.7 Окружность, дуга окружности
- •5. Основные виды моделей
- •5.1.1.1 2D модели
- •5.1.1.2 3D модели
- •5.1.1.2.1 Каркасные
- •5.1.1.2.2 поверхностные
- •5.1.1.2.3 модели сплошных тел
- •Информационное обеспечение жизненного цикла изделия
- •2. Управление поставками.
- •3. MES – система управления производством в режиме реального времени
- •4. CALS — сопровождение жизненного цикла
- •4.1 Комплексное сопровождение процессов
- •4.2 Электронная подпись
- •5. PLM – реальность нашего дня
- •6. Функционльная структура
- •Приложения
- •1. ГОСТ 2.103 – 68 Стадии разработки.
- •2. Словарь терминов
17
элементы автоматизированной системы управления предприятием. PLM
решения от IBM и Dessault System.
2. Программные характеристики
2.1По специализации программных средств:
Узкоспециализированные утилиты - предназначены для выполнения 1-й
локальной функции системы, например, быстрого просмотра файлов моделей и чертежей, для преобразования файлов из формата 1-й системы в формат другой, для расчета параметров определенного класса деталей
(Spring);
Специализированные системы - позволяют автоматизировать комплекс задач, связанных с 1-й достаточно узкой областью проектирования или подготовки производства; в качестве примера можно привести системы гибки листовых деталей, проектирования оснастки для холодной штамповки, подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ, контрольноизмерительных систем и т.д.
Универсальные системы - позволяют создавать изделия самого широкого профиля; большинство машиностроительных САПР можно отнести именно к универсальным системам. Как правило позволяют выполнять чертежи и позволяют выполнять основные операции геометрического моделирования. Часто служат основой для создания АРМ и более сложных систем.
Комплексные системы - предназначены для решения проблем проектирования и подготовки производства специальных высокосложных изделий; например, специализированные судостроительные системы типа Tribon
фирмы Kockums Computer Systems или FORAN фирмы Senermar позволяют автоматизировать практически весь цикл проектирования судна: от определения формы корпуса судна, его основных размеров и расположения основных отсеков и помещений до создания рабочих чертежей блоков и секций корпуса, многочисленных трубопроводных систем, кабельных трасс, а также подготовки управляющих программ для тепловой резки деталей.
2.2По способу организации внутренней структуры
Нерасширяемые системы - используют стандартный набор взаимосвязанных модулей, реализующий все основные функции системы; изменение функциональных возможностей системы требует, как правило, модификации исходного программного кода и перекомпиляции системы; такой подход, в основном, применялся на первоначальном этапе создания САПР.
Масштабируемые модульные системы
- формируемые вокруг базового ядра.
Ядро таких систем включает все требуемые базовые средства построения двухмерной и трехмерной графики, средства диалога с пользователем, базу данных графической информации и позволяют компоновать специализированные системы на базе свободно подключаемых модулей, учитывающих специфику работ пользователя (например, модули раскроя листового материала или развертки трубных соединений); большинство современных систем построено именно по этому принципу.
- горизонтально расширяемые системы.
Интегрирующим ядром таких систем является диспетчер пользовательской среды, организующий доступ к внешним приложениям и обмен данными с внешними системами; объектно-ориентированная структура данных и стандартизованный их обмен между приложениями позволяет максимально децентрализовать процесс проектирования и упростить подключение специа-
18
лизированных модулей; такой подход, например, успешно реализован в системе Euclid Quantum фирмы MATRA Datavision и в настоящее время считается одним из наиболее перспективных.
2.3По возможности функционального расширения системы пользователем:
Закрытые системы - не имеют средств индивидуальной настройки и возможности расширения системы пользователем.
Системы с настраиваемой системой интерфейса пользователем - об-
ладают возможностью подстройки системы меню, создания диалоговых окон для создания среды, удобной пользователю.
Системы с пакетной обработкой команд - имеют возможность выполне-
ния последовательности команд САПР, сформированных в текстовом пакетном файле, созданном внешней программой; примером могут служить script-файлы системы AutoCAD фирмы AutoDesk, позволяющие задавать последовательность команд построения графических примитивов с соответствующими им числовыми параметрами.
Системы со встроенным макроязыком - обладают средствами для запи-
си макрокоманд или создания новых функций пользователя, позволяющих автоматизировать специфические конструкторские операции; система AutoCAD, например, имеет встроенный язык AutoLISP, а пакет SolidWorks фирмы SolidWorks Corporation снабжен подмножеством языка Basic, анало-
гичным языку Basic for Application фирмы Microsoft.
Системы с возможностью подключения внешних модулей - позволяют подключать модули пользователя, написанные на языках высокого уровня типа С++, что значительно увеличивает потенциальные возможности расширения системы; большинство современных САПР высокого уровня обладают подобной возможностью.
Инструменты разработчика САПР - дают возможность, используя набор стандартных библиотек функций, создавать свои собственные приложения для САПР или даже собственные САПР; инструменты могут включать как отдельные библиотеки функций типа OpenGL для работы с графическими объектами, так и целые интегрированные объектно-ориентированные инструментальные "производства" типа CAS.CADE фирмы MATRA Datavision,
СПРУТ – «СПРУТ-ТЕХНОЛОГИЯ».
Современные САПР в том или ином виде включают практически весь набор (за исключением инструментов разработчика) средств индивидуальной настройки и возможности расширения систем пользователем.
2.4По возможности обмена информацией:
замкнутые системы - сохраняют данные в своем собственном внутреннем формате и не позволяют обмениваться информацией с другими системами.
системы с текстовыми файлами обмена информацией - сохраняют и считывают информацию об отдельных геометрических примитивах в виде массивов цифр, разделенных пробелами или запятыми.
системы со стандартными средствами обмена информацией - позво-
ляют сохранять и считывать полную информацию о созданных моделях изделий в специальном текстовом или двоичном формате, описывающем все объекты модели в специальных терминах описания графических примитивов с соответствующими им числовыми значениями; в качестве примера можно привести файл обмена информацией (Data Exchange Format) .DXF системы AutoCAD, ставший стандартом de facto для ПК; наиболее распространенными другими стандартами являются STEP, IGES, CADL, AME и некоторые другие.